DE102019110576A1

DE102019110576A1 - Extrusion cylinder with coolant or heating medium

Info

Publication number: DE102019110576A1
Application number: DE102019110576.5A
Authority: DE
Inventors: Gerjet Christian Plinke; Vanessa Stäbe; Lyon Jaspa Tietz
Original assignee: KraussMaffei Extrusion GmbH
Current assignee: KraussMaffei Extrusion GmbH
Priority date: 2019-04-24
Filing date: 2019-04-24
Publication date: 2020-10-29
Also published as: KR20220002347A; WO2020216619A1; JP2022530199A; US20220219369A1; CA3133885A1; CN113710455A; EP3959060A1

Abstract

Ein Extrusionszylinder (100) weist einen Zylinderkörper (110) zum Aufnehmen einer Extruderschnecke auf und ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenwand (115) des Zylinderkörpers (110) zumindest eine Vertiefung (120) aufweist, die abgedeckt werden kann und die in abgedecktem Zustand geeignet ist, ein Kühl- bzw. Heizmittel zur Temperierung des Zylinderkörpers (110) zu führen.An extrusion cylinder (100) has a cylinder body (110) for receiving an extruder screw and is characterized in that an outer wall (115) of the cylinder body (110) has at least one recess (120) which can be covered and which is suitable when covered is to lead a cooling or heating medium to control the temperature of the cylinder body (110).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Extrusionszylinder, die in effektiver Weise temperiert werden können und Herstellungsverfahren für derartige Extrusionszylinder.The present invention relates to extrusion cylinders which can be effectively temperature-controlled and to manufacturing processes for such extrusion cylinders.

Im Bereich der Extrusion ist es oft notwendig, die zur Führung und Durchmischung von Extrudat verwendeten Extrusionszylinder zu temperieren, in denen die Extruderschnecke das Extrudat umwälzt. Insbesondere bei der Gummiextrusion ist es von Vorteil, den Extrusionszylinder zunächst vorzuheizen, um das Extrudat schneller in einen plastisch verformbaren Zustand zu bringen. Im weiteren Verfahren muss aber die bei der Führung/Mischung des Extrudats erzeugte Wärme zum Teil wieder abgeführt werden. Üblicher Weise wird hier ein Kühl- bzw. Heizmittel wie z.B. Wasser oder dergleichen verwendet, das über Leitungen zum Extrusionszylinder geführt wird und als Wärmetauscher dient.In the field of extrusion it is often necessary to control the temperature of the extrusion cylinders used for guiding and mixing the extrudate, in which the extruder screw circulates the extrudate. In rubber extrusion in particular, it is advantageous to first preheat the extrusion cylinder in order to bring the extrudate into a plastically deformable state more quickly. In the further process, however, some of the heat generated during the guidance / mixing of the extrudate must be removed again. Usually, a cooling or heating means such as e.g. Water or the like is used, which is fed via lines to the extrusion cylinder and serves as a heat exchanger.

Um den Wärmeaustausch möglichst effektiv zu gestalten, empfiehlt es sich, den Wärmetauscher in direkten Kontakt mit dem Zylinderkörper zu bringen. Hierzu werden derzeit periphere Bohrungen durch den Zylinder verwendet. Da es aber nicht möglich ist, derartige Tieflochbohrungen für große Bohrtiefen mit ausreichender Genauigkeit auszuführen, ist die axiale Länge von mit peripheren Bohrungen versehenen Zylinderkörpern begrenzt. Da Extrusionszylinder typischer Weise eine größere Länge haben, als mittels peripherer Bohrungen bewältigt werden kann, ist es notwendig, einen Extrusionszylinder aus mehreren Einzelteilen zusammenzusetzen. Dies geschieht durch Verbindungsflansche an den Enden der einzelnen Zylindersegmente.In order to make the heat exchange as effective as possible, it is advisable to bring the heat exchanger into direct contact with the cylinder body. For this purpose, peripheral bores are currently used through the cylinder. However, since it is not possible to carry out such deep-hole bores for large drilling depths with sufficient accuracy, the axial length of cylinder bodies provided with peripheral bores is limited. Since extrusion cylinders typically have a greater length than can be handled by means of peripheral bores, it is necessary to assemble an extrusion cylinder from several individual parts. This is done by connecting flanges at the ends of the individual cylinder segments.

Neben der hohen Fertigungs- und Montagekosten dieses Systems von Zylindersegmenten treten noch weitere Probleme auf.In addition to the high manufacturing and assembly costs of this system of cylinder segments, other problems arise.

Zum einen ist es erstrebenswert, Druckverluste des Temperiermittels aufgrund von zu starken Umlenkungen in den Temperierkanälen zu vermeiden. Bei den derzeit verwendeten Bohrungen ist dies jedoch nicht zu bewerkstelligen. Vielmehr kommt es innerhalb der Verbindungflansche oft zu plötzlichen Umlenkungen von 180°. Auch ist keine geschlossene Wegeführung innerhalb des Temperiersystems vorhanden. Vielmehr ist dieses in mehrere Kreisläufe mit ungerichteter Strömung segmentiert. Hierdurch wird die Temperierung schwer beherrsch- und kontrollierbar und muss unter hohem Druck vorgenommen werden.On the one hand, it is desirable to avoid pressure losses in the temperature control medium due to excessive deflections in the temperature control channels. However, this cannot be achieved with the holes currently in use. Rather, there are often sudden deflections of 180 ° within the connecting flanges. There is also no closed path within the temperature control system. Rather, it is segmented into several circuits with undirected flow. This makes the temperature control difficult to manage and control and must be carried out under high pressure.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass eine Verteilung verschiedener Temperierzonen, also die Einstellung verschiedener Temperaturen entlang des Extrusionszylinders, sich an der Länge der einzelnen Zylindersegmente orientieren muss. Eine freie Erstellung und Positionierung von Temperaturzonen ist nicht möglich.Another problem is that a distribution of different temperature control zones, that is to say the setting of different temperatures along the extrusion cylinder, has to be based on the length of the individual cylinder segments. Free creation and positioning of temperature zones is not possible.

Auch ist es für die Durchmischung von Extrudat mit relativ hoher Viskosität, wie etwa von Gummi, von Vorteil von außen Stifte in die das Innere des Extrusionszylinders zu schrauben. Diese Stifte ragen in das Extrudat und Fördern im Zusammenspiel mit der Bewegung der Extruderschnecke die Durchmischung und Plastifizierung des Extrudats. Für einen optimalen Effekt sollten diese Stifte möglichst gleichmäßig über die Länge des Extrusionszylinders verteilt sein. Ist dieser jedoch in mehrere, durch Flansche verbundene Segmente aufgeteilt, können im Bereich der Flansche keine Stifte eingesetzt werden. Hierdurch kann sich der Extrusionsprozess verlangsamen oder gar verschlechtern.For mixing extrudate with a relatively high viscosity, such as rubber, it is also advantageous to screw pins into the interior of the extrusion cylinder from the outside. These pins protrude into the extrudate and, in conjunction with the movement of the extruder screw, promote the mixing and plasticization of the extrudate. For an optimal effect, these pins should be distributed as evenly as possible over the length of the extrusion cylinder. However, if this is divided into several segments connected by flanges, no pins can be used in the area of the flanges. This can slow down or even worsen the extrusion process.

Die derzeit verwendeten Temperiersysteme für Extrusionszylinder führen also zu einer mangelnden Flexibilität hinsichtlich der Temperierbarkeit der Zylinder und hinsichtlich der Anordnung von für die Durchmischung des Extrudats vorteilhaften Stiften in dem Zylinder. Zudem ist die Herstellung eines Extrusionszylinders aus mehreren mit Tieflochbohrungen versehenen Segmenten fehleranfällig und kostspielig. Auch der Betrieb derartiger Temperiersysteme ist aufgrund des hohen Druckverlustes in den Bohrungen und der ungerichteten Strömungsführung aufwändig.The temperature control systems currently used for extrusion cylinders therefore lead to a lack of flexibility with regard to the temperature control of the cylinder and with regard to the arrangement of pins in the cylinder that are advantageous for mixing the extrudate. In addition, the manufacture of an extrusion cylinder from several segments provided with deep-hole bores is prone to errors and is costly. The operation of such temperature control systems is also complex due to the high pressure loss in the bores and the undirected flow guidance.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Extrusionszylinder anzugeben, durch den zumindest ein Teil - vorzugsweise alle - der oben genannten Probleme gelöst werden. Zudem ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Herstellungsverfahren für einen derartigen Extrusionszylinder anzugeben.It is the object of the present invention to provide an extrusion cylinder by means of which at least some - preferably all - of the above-mentioned problems are solved. In addition, it is an object of the present invention to specify a production method for such an extrusion cylinder.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst.This object is achieved by the subject matter of the independent claims.

Ein Extrusionszylinder kann einen Zylinderkörper zum Aufnehmen einer Extruderschnecke aufweisen, der dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Außenwand des Zylinderkörpers zumindest eine Vertiefung aufweist, die abgedeckt werden kann und die in abgedecktem Zustand geeignet ist, ein Kühl- bzw. Heizmittel zur Temperierung des Zylinderkörpers zu führen.An extrusion cylinder can have a cylinder body for receiving an extruder screw, which is characterized in that an outer wall of the cylinder body has at least one recess which can be covered and which, when covered, is suitable for guiding a cooling or heating means to control the temperature of the cylinder body .

Anstatt Bohrungen im Inneren des Zylinderkörpers vorzusehen, werden also in der Außenwand des Zylinderkörpers Vertiefungen erzeugt, zum Beispiel durch Fräsen von einer oder mehrerer durchgängiger Nuten in die Außenwand des Zylinderkörpers. Diese Vertiefungen müssen hierbei derart dimensioniert sein, dass ein für die Temperierung des Zylinderkörpers verwendbares Kühl- oder Heizmittel, wie etwa Wasser oder eine ähnliche wärmetauschende Flüssigkeit, ohne übermäßigen Druckverlust durch die Vertiefung fließen kann, wenn diese abgedeckt ist. Die Vertiefung kann dabei einen in etwa rechteckigen Querschnitt mit einer Breite und/oder einer Höhe von 0,5 bis 6 cm aufweisen, z.B. 1 cm, 3 cm oder 5 cm. Der Querschnitt kann aber auch jede andere Gestalt mit einer ähnlichen Fläche aufweisen.Instead of providing bores in the interior of the cylinder body, depressions are thus produced in the outer wall of the cylinder body, for example by milling one or more continuous grooves in the outer wall of the cylinder body. These depressions must be dimensioned in such a way that a cooling or cooling system that can be used for controlling the temperature of the cylinder body Heating means, such as water or a similar heat-exchanging liquid, can flow through the recess without undue pressure loss when it is covered. The depression can have an approximately rectangular cross section with a width and / or a height of 0.5 to 6 cm, for example 1 cm, 3 cm or 5 cm. However, the cross section can also have any other shape with a similar area.

Die Leitungen für das Temperiermittel können also in einfacher Weise an der Außenseite des Zylinderkörpers erzeugt werden. Hierdurch entfallen im Wesentlichen sämtliche Einschränkungen für die Geometrie des Kühlpfades, die durch die Verwendung von Bohrlöchern gegeben sind. Es ist insbesondere möglich, weitaus längere Zylindersegmente von außen mit Vertiefungen zu versehen, als es mittels Bohrungen möglich ist. Hierdurch ist es möglich, den gesamten Extrusionszylinder aus einem Stück oder aus nur wenigen Segmenten herzustellen. Dies erlaubt dann, die Anzahl der für die Mischung/Plastifizierung vorgesehenen Stifte zu erhöhen, wodurch die Qualität des Extrudats erhöht wird.The lines for the temperature control medium can therefore be produced in a simple manner on the outside of the cylinder body. This essentially eliminates all restrictions for the geometry of the cooling path that are given by the use of boreholes. In particular, it is possible to provide much longer cylinder segments with recesses from the outside than is possible by means of bores. This makes it possible to manufacture the entire extrusion cylinder from one piece or from just a few segments. This then allows the number of pins provided for mixing / plasticizing to be increased, thereby increasing the quality of the extrudate.

Zudem kann bei äußerlicher Herstellung der Temperierleitungen als Vertiefungen in der Zylinderaußenwand der Verlauf der Leitungen im Wesentlichen frei bestimmt werden. So können die Vertiefungen z.B. spiralförmig um den Zylinder umlaufen. Hierdurch ist es möglich, klar definierte Strömungspfade für das Kühl- bzw. Heizmittel zu erzeugen, in denen nur ein geringer Druckabfall entsteht. Dies erleichtert das Einstellen des Zylinderkörpers auf eine bestimmte Temperatur.In addition, when the temperature control lines are produced externally as depressions in the cylinder outer wall, the course of the lines can essentially be freely determined. So the depressions can e.g. spiral around the cylinder. This makes it possible to generate clearly defined flow paths for the coolant or heating medium in which only a slight pressure drop occurs. This makes it easier to set the cylinder body to a certain temperature.

Obwohl die oben genannten Vorteile bereits durch das bloße Vorsehen der abdeckbaren Vertiefung erreicht werden, kann der Extrusionszylinder auch Abdeckelemente aufweisen, die derart mit der Außenwand des Zylinderkörpers verbunden sind, dass sie die zumindest eine Vertiefung abdecken. Dies erlaubt es, die Kühl- bzw. Heizmittel durch die Vertiefung zu führen. Vorzugsweise geschieht die Abdeckung durch das Schweißen von Metallblech auf die nach oben offene Seite der Vertiefung. Der mit den Vertiefungen versehene Zylinderkörper kann aber auch in eine Hülse, z.B. eine Blechhülse, eingeschoben werden, die z.B. aufgrund von Presspassung sämtliche Vertiefungen dicht abschließt. Zu- und Abgänge für das Kühl- bzw. Heizmittel können dann in der Hülse geöffnet werden.Although the advantages mentioned above are already achieved by the mere provision of the coverable recess, the extrusion cylinder can also have cover elements which are connected to the outer wall of the cylinder body in such a way that they cover the at least one recess. This allows the cooling or heating means to be passed through the depression. The covering is preferably done by welding sheet metal onto the side of the recess that is open at the top. The cylinder body provided with the recesses can also be inserted into a sleeve, e.g. a sheet metal sleeve, which e.g. due to a press fit, seals all the wells tightly. Inlets and outlets for the coolant or heating medium can then be opened in the sleeve.

Die zumindest eine Vertiefung kann gerade Segmente, die parallel zu einer Längsachse des Zylinderkörpers verlaufen, und gebogene Segmente aufweisen, die eine Verbindung zwischen zwei benachbart liegenden Enden von genau zwei geraden Segmenten herstellen. Durch die Verbindung von geraden Elementen und gebogenen Elementen kann dadurch ein Strömungspfad ohne Verzweigungen definiert werden.The at least one depression can have straight segments that run parallel to a longitudinal axis of the cylinder body and curved segments that create a connection between two adjacent ends of exactly two straight segments. By connecting straight elements and curved elements, a flow path without branches can be defined.

Die Vertiefung läuft also sozusagen „in Schlangenlinien“ um den Zylinderkörper. Ausgehend von einem Einlasspunkt für das Kühl- bzw. Heizmittel läuft die Vertiefung zunächst in axialer Richtung. Am Ende dieses geraden Segments schließt sich ein gebogenes Segment an, das die Vertiefung derart in Umfangsrichtung des Zylinderkörpers führt, dass keine Druckverluste auftreten. Der Radius der gebogenen Segmente kann hierbei 1 bis 6 cm betragen, z.B. 2 cm, 3 cm, 4 cm oder 5 cm. Am Ende des gebogenen Segments schließt sich wieder ein gerades Segment an, das in axialer Richtung zurückläuft. Dieser Wechsel von gebogenen und radialen Segmenten wird bis zu einem Auslass des Kühl- bzw. Heizmittels fortgesetzt, bevorzugter Weise derart, dass die Vertiefung den gesamten Umfang des Zylinderkörpers wie eine Manschette umfasst. Auf diese Weise kann in einfacher Weise ein Strömungspfad definiert werden, der eine optimale Temperierung des Zylinderkörpers ohne übermäßige Druckverluste erlaubt.The depression runs so to speak "in serpentine lines" around the cylinder body. Starting from an inlet point for the cooling or heating medium, the depression initially runs in the axial direction. At the end of this straight segment, there is a curved segment that guides the depression in the circumferential direction of the cylinder body in such a way that no pressure losses occur. The radius of the curved segments can be 1 to 6 cm, e.g. 2 cm, 3 cm, 4 cm or 5 cm. At the end of the curved segment, there is again a straight segment that runs back in the axial direction. This alternation of curved and radial segments is continued up to an outlet of the cooling or heating medium, preferably in such a way that the recess encompasses the entire circumference of the cylinder body like a sleeve. In this way, a flow path can be defined in a simple manner, which allows optimal temperature control of the cylinder body without excessive pressure losses.

Die geraden Segmente können sich von zumindest einem Randbereich des Zylinderkörpers aus erstrecken und ein Teil der gebogenen Segmente kann in dem Randbereich des Zylinderkörpers angeordnet sein. Dies erlaubt es z.B. das Kühl- bzw. Heizmittel vom Rand des Zylinderkörpers aus einzuspeisen. Die Breite des Randbereichs vom Ende des Zylinderkörpers aus kann z.B. ein Dreißigstel, ein Zwanzigstel, ein Zehntel oder ein Fünftel der Gesamtlänge des Zylinderkörpers betragen.The straight segments can extend from at least one edge region of the cylinder body and some of the curved segments can be arranged in the edge region of the cylinder body. This allows e.g. feed the coolant or heating medium from the edge of the cylinder body. The width of the edge area from the end of the cylinder body can e.g. one thirtieth, one twentieth, one tenth or one fifth of the total length of the cylinder body.

Der Extrusionszylinder kann des Weiteren zumindest einen Anschlussflansch aufweisen, der mittels Presspassung derart auf den Randbereich des Zylinderkörpers aufgebracht ist, dass er zumindest die gebogenen Segmente abdeckt, die sich in dem Randbereich befinden. Der Anschlussflansch selbst kann also als Abdeckelement dienen. Hierdurch kann der Materialverbrauch eingeschränkt werden. Bei dem Anschlussflansch kann es sich hierbei sowohl um einen Flansch zum Verbinden mehrerer Zylinderkörpersegmente also auch um einen Flansch zum Verbinden mit einem Einlass oder Auslass des Extrudats in den Extrusionszylinder handeln. Der Extrusionszylinder kann also sowohl in herkömmlicher Weise als Segment eines längeren Zylinders verwendet werden, also auch als einzelner Extrusionszylinder. Die Entscheidung über den Einsatz, bzw. die Länge des Zylinders wird hierbei aber nicht mehr von den technischen Gegebenheiten eingeschränkt, sondern nur durch die Bedürfnisse des Betreibers der Extrusionsanlage, die den Zylinder enthält.The extrusion cylinder can furthermore have at least one connection flange which is applied to the edge region of the cylinder body by means of a press fit in such a way that it covers at least the curved segments that are located in the edge region. The connection flange itself can therefore serve as a cover element. This can limit the material consumption. The connection flange can be both a flange for connecting several cylinder body segments and a flange for connecting to an inlet or outlet of the extrudate in the extrusion cylinder. The extrusion cylinder can thus be used both in the conventional manner as a segment of a longer cylinder, that is to say also as an individual extrusion cylinder. The decision about the use or the length of the cylinder is no longer restricted by the technical conditions, but only by the needs of the operator of the extrusion system that contains the cylinder.

Der Anschlussflansch kann Leitungen aufweisen, die es ermöglichen, Kühl- bzw. Heizmittel in die Vertiefung ein- und aus der Vertiefung herauszuführen. Auf diese Weise kann in einfacher Weise die Zu- und Abführung von Kühl- und Heizmittel gewährleistet werden, ohne dass weitere Bauteile notwendig werden.The connection flange can have lines that allow cooling or heating means in guide the recess in and out of the recess. In this way, the supply and discharge of cooling and heating medium can be ensured in a simple manner without the need for additional components.

Die geraden Segmente können sich von dem Randbereich des Zylinderkörpers aus um eine vorgegebene Länge erstrecken, die kleiner als die Länge des Zylinderkörpers ist. Zum Beispiel können die geraden Segmente nur drei Viertel, zwei Drittel, die Hälfte, ein Drittel oder ein Viertel der Gesamtlänge des Zylinderkörpers aufweisen. Die entsprechende Vertiefung eignet sich dann dafür diesen Längenbereich des Zylinderkörpers zu temperieren. Hierdurch kann also eine flexible Temperatureinstellung des Zylinderköpers erreicht werden.The straight segments can extend from the edge region of the cylinder body by a predetermined length which is smaller than the length of the cylinder body. For example, the straight segments can be only three quarters, two thirds, half, one third, or one quarter of the total length of the cylinder body. The corresponding depression is then suitable for temperature control of this length range of the cylinder body. In this way, a flexible temperature setting of the cylinder body can be achieved.

Die geraden Segmente können auch nicht an die Randbereiche des Zylinderkörpers heranreichen. Das heißt, die Vertiefung verläuft z.B. nur im Mittleren Bereich des Zylinderkörpers. Die Vertiefung kann auch z.B. ein Sechstel, Viertel, oder Drittel der Gesamtlänge des Zylinderkörpers von einem oder beiden Enden des Zylinderkörpers entfernt sein. Dies erlaubt es, einen mittleren Teil des Zylinderkörpers separat zu temperieren. Auch hierdurch kann eine flexible Temperatureinstellung erreicht werden.The straight segments cannot reach the edge areas of the cylinder body either. That is, the depression runs e.g. only in the middle of the cylinder body. The depression can also e.g. one sixth, quarter or third of the total length of the cylinder body from one or both ends of the cylinder body. This allows a central part of the cylinder body to be temperature controlled separately. A flexible temperature setting can also be achieved in this way.

Auf dem Zylinderkörper können zumindest zwei Anschlussstellen für das Ein- und Ausleiten von Kühl- bzw. Heizmittel in die Vertiefung angeordnet sein. Die Zu- und Abfuhr von Kühl- bzw. Heizmittel muss also nicht über die Randbereiche des Zylinderkörpers erfolgen, sondern kann im Prinzip überall auf dem Zylinderkörper vorgenommen werden. Es ist z.B. auch möglich als eine Anschlussstelle eine Bohrung eines am Ende des Zylinderkörpers aufgebrachten Flansches zu verwenden und eine weitere Anschlussstelle des gleichen Temperiermittelkanals auf dem Zylinderkörper anzubringen. Auch dies erlaubt eine flexiblere Temperatureinstellung.At least two connection points for the introduction and discharge of cooling or heating medium into the recess can be arranged on the cylinder body. The supply and discharge of cooling or heating medium does not have to take place via the edge areas of the cylinder body, but can in principle be carried out anywhere on the cylinder body. It is e.g. It is also possible to use a bore in a flange applied to the end of the cylinder body as a connection point and to attach a further connection point of the same temperature control medium channel to the cylinder body. This also allows a more flexible temperature setting.

Die Außenwand des Zylinderkörpers kann eine Mehrzahl von Vertiefungen aufweisen, die nicht miteinander verbunden sind und die im abgedeckten Zustand jeweils einen eigenen Strömungspfad für Kühl- bzw. Heizmittel definieren. Dies erlaubt es, verschiedene, nicht kommunizierende Temperierkreisläufe vorzusehen, die den Zylinderkörper in ihrem Bereich auf unterschiedliche Temperaturen einstellen können. Auch hierdurch wird eine flexiblere Temperatureinstellung ermöglicht.The outer wall of the cylinder body can have a plurality of recesses which are not connected to one another and which in the covered state each define a separate flow path for cooling or heating means. This makes it possible to provide different, non-communicating temperature control circuits that can set the cylinder body to different temperatures in their area. This also enables a more flexible temperature setting.

Der Zylinderkörper kann eine Mehrzahl von radialen Bohrlöchern aufweisen, die zur Aufnahme von Stiften oder Schrauben geeignet sind. Die Bohrlöcher können an anderen Stellen als die zumindest eine Vertiefung angeordnet sein. Ein in einfacher Weise temperierbarer Extrusionszylinder kann in dieser Weise auch mit Stiften, Schrauben, Bolzen oder dergleichen besetzt werden, die in den Durchgangsbereich für das Extrudat hineinragen und damit die Plastifizierung und Durchmischung des Extrudats befördern. Die hierfür vorgesehenen Bohrlöcher können über die gesamte Oberfläche des Extrusionszylinders verteilt sein, so dass ein gleichmäßiges Einwirken auf das Extrudat ermöglicht wird. Falls die Bohrlöcher sich nicht mit den Vertiefungen, d.h. den Kanälen für das Kühl- bzw. Heizmittel überlappen, ist ein einfaches Auswechseln der darin versenkten Stifte oder Schrauben möglich, ohne den Temperierkreislauf unterbrechen zu müssen. Andererseits ist es auch möglich, die Bohrlöcher nach Einsetzen der Schrauben dicht gegen das Temperiermittel zu verschließen, so dass diese, falls notwendig, auch im Bereich der Vertiefung angeordnet sein können.The cylinder body can have a plurality of radial boreholes which are suitable for receiving pins or screws. The drill holes can be arranged at different locations than the at least one depression. An extrusion cylinder that can be easily tempered can in this way also be fitted with pins, screws, bolts or the like, which protrude into the passage area for the extrudate and thus promote the plasticization and mixing of the extrudate. The boreholes provided for this purpose can be distributed over the entire surface of the extrusion cylinder, so that a uniform effect on the extrudate is made possible. If the drill holes do not align with the depressions, i. If the channels for the coolant or heating medium overlap, the pins or screws recessed in them can be exchanged easily without having to interrupt the temperature control circuit. On the other hand, it is also possible, after the screws have been inserted, to close the drill holes tightly against the temperature control medium, so that, if necessary, they can also be arranged in the area of the recess.

Eine Extrusionsvorrichtung kann einen Extrusionszylinder, wie er oben beschrieben wurde, aufweisen, dessen zumindest eine Vertiefung abgedeckt ist. Zudem kann die Extrusionsvorrichtung Kühl- bzw. Heizmittel aufweisen, das in der zumindest einen, abgedeckten Vertiefung läuft. Hierdurch werden die oben erläuterten Vorteile im Betrieb einer Extrusionsvorrichtung realisiert.An extrusion device can have an extrusion cylinder, as has been described above, the at least one recess of which is covered. In addition, the extrusion device can have cooling or heating means that run in the at least one covered recess. This realizes the advantages explained above in the operation of an extrusion device.

Des Weiteren kann die Extrusionsvorrichtung jeweils eine Temperatursteuereinrichtung für jede Vertiefung aufweisen, die zum Steuern der Temperatur des in der jeweiligen Vertiefung laufenden Kühl- bzw. Heizmittels geeignet ist. Es ist also eine Extrusion unter Verwendung eines auf verschiedene Temperaturzonen einstellbaren Extrusionszylinders möglich.Furthermore, the extrusion device can each have a temperature control device for each depression which is suitable for controlling the temperature of the cooling or heating medium running in the respective depression. An extrusion using an extrusion cylinder that can be adjusted to different temperature zones is therefore possible.

Ein Herstellungsverfahren für einen Extrusionszylinder wie er oben beschrieben wurde kann aufweisen: Herstellen der zumindest einen Vertiefung in einer Außenwand des Zylinderkörpers, etwa durch Fräsen. Das Herstellungsverfahren kann des Weiteren aufweisen: Abdecken der zumindest einen Vertiefung mit einem Abdeckelement, etwa mit Blech. Dies ermöglicht die einfache Herstellung des Extrusionszylinders mittels Standardverfahren.A production method for an extrusion cylinder as described above can include: producing the at least one recess in an outer wall of the cylinder body, for example by milling. The production method can further include: covering the at least one recess with a cover element, for example with sheet metal. This enables the extrusion cylinder to be easily manufactured using standard processes.

Die vorliegende Erfindung wird im Nachfolgenden mit Bezug auf die Figuren im Detail beschrieben. Diese Beschreibung ist rein beispielhaft. Die Erfindung selbst ist nur durch den Gegenstand der Ansprüche bestimmt. Es zeigen:

1A bis 1C verschiedene schematische Ansichten eines Extrusionszylinders;
2A und 2B verschiedene schematische Ansichten eines weiteren Extrusionszylinders;
3 eine schematische Ansicht eines weiteren Extrusionszylinders;
4A und 4B verschiedene Ansichten weiterer Extrusionszylinder;
5 eine schematische Ansicht eines weiteren Extrusionszylinders;
6A und 6B schematische Ansichten eines weiteren Extrusionszylinders;
7 eine schematische Ansicht eines weiteren Extrusionszylinders; und
8 ein schematisches Ablaufdiagramm für ein Herstellungsverfahren eines Extrusionszylinders.

The present invention is described in detail below with reference to the figures. This description is purely exemplary. The invention itself is only determined by the subject matter of the claims. Show it:

1A to 1C various schematic views of an extrusion cylinder;
2A and 2 B various schematic views of a further extrusion cylinder;
3 a schematic view of a further extrusion cylinder;
4A and 4B various views of further extrusion cylinders;
5 a schematic view of a further extrusion cylinder;
6A and 6B schematic views of a further extrusion cylinder;
7th a schematic view of a further extrusion cylinder; and
8th a schematic flow diagram for a manufacturing method of an extrusion cylinder.

Die 1A bis 1C zeigen verschiedene schematische Ansichten eines Extrusionszylinders 100. Die 1A zeigt eine Schrägansicht, 1 B einen Querschnitt durch den Extrusionszylinder 100 und 1C eine Seitenansicht des Extrusionszylinders 100.The 1A to 1C show various schematic views of an extrusion cylinder 100 . The 1A shows an oblique view, 1 B a cross section through the extrusion cylinder 100 and 1C a side view of the extrusion cylinder 100 .

Der Extrusionszylinder 100 besteht im Wesentlichen aus einem, vorzugsweise aus Metall gefertigten, Zylinderkörper 110, der als Hohlzylinder ausgebildet ist. Der Zylinderkörper 110 weist eine Außenwand 115 auf, die der äußeren Mantelfläche des Hohlzylinders entspricht. Im Inneren des Zylinderkörpers 110 existiert ein Innenraum 118, der zur Aufnahme einer Extruderschnecke dient und zum Führen, Plastifizieren und Mischen eines Extrudats, wie z.B. Gummi, Kautschuk oder dergleichen geeignet ist.The extrusion cylinder 100 consists essentially of a cylinder body, preferably made of metal 110 , which is designed as a hollow cylinder. The cylinder body 110 has an outer wall 115 which corresponds to the outer surface of the hollow cylinder. Inside the cylinder body 110 there is an interior 118 which is used to hold an extruder screw and is suitable for guiding, plasticizing and mixing an extrudate such as rubber, caoutchouc or the like.

Die Maße des Extrusionszylinders 100 entsprechen dabei den üblicher Weise für die Extrusion verwendeten Maßen und sind im Wesentlichen abhängig von dem Stoff, der extrudiert werden soll. Typische Maße für die Gesamtlänge eines Extrusionszylinders für die Gummiextrusion liegen in etwa im Bereich von 1 bis 5 Metern und können also z.B. 1 m, 2 m, 3 m, 4 m oder 5 m betragen. Es sind aber auch längere Extrusionszylinder denkbar.The dimensions of the extrusion cylinder 100 correspond to the dimensions usually used for extrusion and are essentially dependent on the substance that is to be extruded. Typical dimensions for the total length of an extrusion cylinder for rubber extrusion are approximately in the range from 1 to 5 meters and can therefore be, for example, 1 m, 2 m, 3 m, 4 m or 5 m. But longer extrusion cylinders are also conceivable.

Der Extrusionszylinder 100 kann eine Länge aufweisen, die der gesamten für die Extrusion benötigten Länge entspricht. Der Extrusionszylinder 100 kann aber auch ein Segment des Gesamtextrusionszylinders sein, der dann aus mehreren Extrusionszylindern zusammengesetzt ist. Einer oder mehrere dieser Zylinder können dem Extrusionszylinder 100 oder den weiter unten besprochenen Abwandlungen dieses Zylinders entsprechen.The extrusion cylinder 100 may have a length equal to the total length required for extrusion. The extrusion cylinder 100 but can also be a segment of the overall extrusion cylinder, which is then composed of several extrusion cylinders. One or more of these cylinders can be the extrusion cylinder 100 or the modifications of this cylinder discussed below.

Für die Gummiextrusion typische Maße für den Außenradius des Zylinderkörpers 110 liegen im Bereich von 20 bis 50 cm, z.B. 25 cm, 30 cm, 35 cm, 40 cm oder 45 cm. Mögliche Innenradien liegen im Bereich von 4,5 cm bis 30 cm, z.B. 5 cm, 10 cm, 15 cm, 20 cm oder 25 cm. Die Wandstärke des Zylinderkörpers 110 liegt also im Bereich von 3 cm bis 10 cm, z.B. 5 cm oder 7 cm. Ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser kann z.B. zwischen 10:1 und 3:1 liegen, z.B. bei ca. 4:1, 6:1, 7:1 oder 8:1.Typical dimensions for the outer radius of the cylinder body for rubber extrusion 110 are in the range from 20 to 50 cm, for example 25 cm, 30 cm, 35 cm, 40 cm or 45 cm. Possible inner radii are in the range from 4.5 cm to 30 cm, for example 5 cm, 10 cm, 15 cm, 20 cm or 25 cm. The wall thickness of the cylinder body 110 is therefore in the range from 3 cm to 10 cm, for example 5 cm or 7 cm. A ratio of length to diameter can, for example, be between 10: 1 and 3: 1, for example approx. 4: 1, 6: 1, 7: 1 or 8: 1.

Der Zylinderkörper 110 weist in seiner Außenwand 115 zumindest eine Vertiefung 120 auf. Wie in den 1 A bis 1C gezeigt kann es sich hierbei um eine einzelne durchgängige Vertiefung 120 handeln, die den gesamten Zylinderkörper 110 umläuft. Die Vertiefung 120 ist hierbei, insbesondere bezüglich ihrer Breite und Tiefe derart ausgestaltet, dass ein Kühl- bzw. Heizmittel, im Folgenden Temperiermittel genannt, wie etwa Wasser oder dergleichen, ungehindert, d.h. ohne übermäßigen Druckverlust durch die Vertiefung 120 strömen kann. Zudem soll durch die Vertiefung in Richtung entlang der Außenwand 115 des Zylinderkörpers 110 ein Strömungspfad definiert werden, der möglichst verzweigungsfrei ist oder durch den Strömungsparameter des Temperiermittels - und damit ein Wärmeaustausch mit dem Zylinderkörper 110 - unkompliziert gesteuert oder geregelt werden können, z.B. durch die Stellung eines Ventils oder die Förderleistung einer Pumpe.The cylinder body 110 points in its outer wall 115 at least one depression 120 on. As in the 1 A to 1C it can be shown to be a single continuous depression 120 act covering the entire cylinder body 110 circulates. The depression 120 is designed, in particular with regard to its width and depth, in such a way that a cooling or heating means, hereinafter referred to as temperature control means, such as water or the like, is unhindered, ie without excessive pressure loss through the depression 120 can flow. In addition, through the recess in the direction along the outer wall 115 of the cylinder body 110 a flow path can be defined that is as free of branches as possible or by the flow parameters of the temperature control medium - and thus an exchange of heat with the cylinder body 110 - Can be controlled or regulated in an uncomplicated manner, for example through the position of a valve or the delivery rate of a pump.

Wie in der 1 B gezeigt kann die Vertiefung 120 hierzu eine Tiefe haben, die mehr als der Hälfte der Wandstärke des Zylinderkörpers 110 entspricht. Die Breite der Vertiefung kann dabei in etwa ihrer Tiefe entsprechen, kann aber auch davon abweichen. Zum Beispiel kann bei einer Wandstärke von etwa 5 cm die Breite der Vertiefung 120 im Bereich von etwa 2 cm bis 4 cm liegen, z.B. bei 3 cm. Die Tiefe der Vertiefung 120 liegt dann ebenfalls im Bereich von 2 cm bis 4 cm, z.B. ebenfalls bei 3 cm oder bei 3,5 cm. Bei anderer Wandstärke des Zylinderkörpers 110 können die genannten Maße für die Vertiefung 120 entweder gleich bleiben oder proportional angepasst werden. Anstatt der in der 1B gezeigten Querschnittsform der Vertiefung 120 kann diese auch jeden anderen leicht herzustellenden Querschnitt aufweisen, wie z.B. eine Dreiecksform oder die Form eines Kreisteils, etwa eine Halbkreisform.Like in the 1 B shown can be the recess 120 for this purpose have a depth that is more than half the wall thickness of the cylinder body 110 corresponds. The width of the recess can roughly correspond to its depth, but can also differ from it. For example, with a wall thickness of about 5 cm, the width of the recess 120 are in the range from about 2 cm to 4 cm, for example 3 cm. The depth of the depression 120 is then also in the range from 2 cm to 4 cm, for example likewise 3 cm or 3.5 cm. With a different wall thickness of the cylinder body 110 can use the dimensions mentioned for the recess 120 either stay the same or be adjusted proportionally. Instead of the one in the 1B shown cross-sectional shape of the recess 120 this can also have any other cross-section that is easy to produce, such as a triangular shape or the shape of a part of a circle, for example a semicircular shape.

Wie in den 1A und 1C gezeigt kann sich die Vertiefung 120 aus geraden Segmenten 122 und gebogenen Segmenten 124 zusammensetzen. Die geraden Segmente 122 laufen dabei axial entlang der Außenwand 115 des Zylinderkörpers 110. Sie können sich, wie gezeigt, von einem Randbereich 112 des Zylinderkörpers 110 aus erstrecken, z.B. bis zu dem gegenüberliegenden Randbereich. In den Randbereichen 112 sind die gebogenen Segmente 124 angeordnet. Diese verbinden jeweils benachbarte Enden von genau zwei geraden Segmenten 122 miteinander. Da die gebogenen Segmente 124 jeweils abwechselnd im einen oder anderen Randbereich 112 angeordnet sind, hat die Vertiefung 120 einen verzweigungsfreien Verlauf. Das heißt, ein Temperiermittel kann in klar definierter Weise vom Beginn der Vertiefung 120 zu ihrem Ende geführt werden.As in the 1A and 1C the deepening can be shown 120 from straight segments 122 and curved segments 124 put together. The straight segments 122 run axially along the outer wall 115 of the cylinder body 110 . You can stand out from an edge area as shown 112 of the cylinder body 110 extend out, for example up to the opposite edge area. In the edge areas 112 are the curved segments 124 arranged. These each connect adjacent ends of exactly two straight segments 122 together. Because the curved segments 124 alternately in one or the other edge area 112 are arranged, has the recess 120 a branch-free course. This means that a temperature control can be used in a clearly defined manner from the beginning of the depression 120 to be led to their end.

Im Bereich der geraden Segmente 122 wird einer Strömung des Temperiermittels nahezu kein Wiederstand entgegengesetzt. Hier existiert im Wesentlichen nur der Wiederstand aufgrund der Reibung an den Wänden der Vertiefung 120. Der Druckverlust entlang den geraden Segmenten 122 ist also relativ klein.In the area of the straight segments 122 there is almost no resistance to the flow of the temperature control medium. Here there is essentially only the resistance due to the friction on the walls of the recess 120 . The pressure loss along the straight segments 122 so is relatively small.

Die Vertiefung 120 ist auch in den Randbereichen 112 des Zylinderkörpers 110 ohne abrupte Übergänge oder Kanten ausgebildet. Dadurch bleibt der Strömungswiederstand beim Übergang zwischen zwei geraden Segmenten 122 gering. Wie gezeigt können die hierzu verwendeten gebogenen Segmente 124 als Kreisbögen ausgebildet sein. Die Radien der gebogenen Segmente 124 sind derart gewählt, dass der Strömungswiderstand minimiert wird. Die Radien können hierbei im Bereich von 1 cm bis 10 cm liegen, je nach Größe des Zylinderkörpers. Zum Beispiel können bei einem Außendurchmesser von etwa 25 cm Radien von z.B. 1 cm, 1,5 cm oder 2 cm verwendet werden, während bei einem Außendurchmesser von etwa 40 cm Radien von 3 cm, 5 cm oder 7 cm möglich sind.The depression 120 is also in the edge areas 112 of the cylinder body 110 formed without abrupt transitions or edges. As a result, the flow resistance remains at the transition between two straight segments 122 low. As shown, the curved segments used for this purpose 124 be designed as arcs. The radii of the curved segments 124 are chosen in such a way that the flow resistance is minimized. The radii can be in the range from 1 cm to 10 cm, depending on the size of the cylinder body. For example, with an outside diameter of about 25 cm, radii of, for example, 1 cm, 1.5 cm or 2 cm can be used, while with an outside diameter of about 40 cm, radii of 3 cm, 5 cm or 7 cm are possible.

Der in den 1A bis 1C (oder in den weiter unten beschriebenen Figuren) gezeigte Verlauf der Vertiefung 120 ist hierbei als rein beispielhaft anzusehen. Es sind im Prinzip beliebige Verlaufsformen der Vertiefung 120 denkbar, wie z.B. ein spiralförmiger Umlauf mit konstanter oder variierender Spiralensteigung. Ausschlaggebend für die Form bzw. den Verlauf der Vertiefung ist allein, dass damit eine einfache Steuerung bzw. Regelung der Temperierung des Zylinderkörpers 110 möglich ist und dass Druckverluste einer Temperiermittelströmung so gering wie möglich gehalten werden. Dies erlaubt es, den Zylinderkörper 110, und damit den Extrusionszylinder 100, in einfacher Weise ohne übermäßigen Aufwand temperieren zu können.The one in the 1A to 1C (or in the figures described below) shown course of the recess 120 is to be regarded as purely exemplary here. In principle, there are arbitrary shapes of the recess 120 conceivable, such as a spiral-shaped revolution with constant or varying spiral pitch. The only decisive factor for the shape or the course of the recess is that it enables simple control or regulation of the temperature control of the cylinder body 110 is possible and that pressure losses of a temperature control medium flow are kept as low as possible. This allows the cylinder body 110 , and thus the extrusion cylinder 100 to be able to control the temperature in a simple manner without excessive effort.

Die Vertiefung 120 kann hierbei in jeder hierfür geeigneter Weise in die Außenwand 115 des Zylinderkörpers 110 eingebracht werden. Vorzugsweise wird die Vertiefung 120 in den Zylinderkörper 110 gefräst. Dies erlaubt eine besonders einfache Herstellung des Extrusionszylinders 100. Die Vertiefung 120 kann aber auch anders hergestellt werden, z.B. mittels eines Ätzverfahrens, durch Abschleifen, durch ein gegossenes Halbzeug inklusive der Vertiefungen oder dergleichen.The depression 120 can in this case in any suitable manner in the outer wall 115 of the cylinder body 110 be introduced. Preferably the recess 120 in the cylinder body 110 milled. This allows a particularly simple production of the extrusion cylinder 100 . The depression 120 but can also be produced differently, for example by means of an etching process, by grinding, by a cast semi-finished product including the depressions or the like.

Die mit Bezug auf die 1A bis 1C beschriebene Vertiefung 120 des Extrusionszylinders 100 gibt die Grundstruktur für Kanäle zur Führung von Temperiermitteln vor. Um diese Kanäle zu bilden, werden, wie in den 2A, 2B und 3 schematisch dargestellt, Abdeckelemente 130 mit der Außenwand 115 des Zylinderkörpers 110 verbunden, durch die die Vertiefung 120 dicht verschlossen wird. Sämtliche Abdeckelemente 130 zusammen lassen dabei nur Ein- und Auslässe frei, die zum Einbringen des Temperiermittels in die Vertiefung 120 geeignet sind.The ones related to the 1A to 1C described recess 120 of the extrusion cylinder 100 specifies the basic structure for channels for guiding temperature control media. To form these channels, as in the 2A , 2 B and 3 shown schematically, cover elements 130 with the outside wall 115 of the cylinder body 110 connected by the recess 120 is tightly closed. All cover elements 130 together leave only inlets and outlets free that are used for introducing the temperature control medium into the recess 120 are suitable.

Wie in den 2A und 2B gezeigt können insbesondere Teile der Vertiefung, die nicht innerhalb der Randbereiche 112 des Zylinderkörpers 110 angeordnet sind, durch in Form der Vertiefung 120 geformte Abdeckelemente 130 verschlossen werden. Insbesondere können diese Segmente der Vertiefung 120 durch in entsprechende Form gebrachte, z.B. gestanzte, Bleche verschlossen werden, die an den Rändern der Vertiefung 120 mit dem Zylinderkörper 110 verschweißt werden. Es sind aber auch andere passgenaue Abdeckelemente 130 denkbar, z.B. Kunststoffabdeckungen. Zudem ist es auch möglich, die Abdeckelemente 130 anders zu befestigen, z.B. durch Schrauben, Kleben oder einer Kombination daraus. Falls notwendig können Dichtmittel zwischen Abdeckelementen 130 und dem Zylinderkörper 110 vorgesehen sein, um dichte Kanäle für das Temperiermittel zu schaffen.As in the 2A and 2 B In particular, parts of the depression that are not within the edge regions can be shown 112 of the cylinder body 110 are arranged by in the form of the recess 120 shaped cover elements 130 be locked. In particular, these segments of the recess 120 be closed by shaped, for example punched, sheets that are attached to the edges of the recess 120 with the cylinder body 110 be welded. But there are also other precisely fitting cover elements 130 conceivable, for example plastic covers. It is also possible to use the cover elements 130 to be fastened differently, for example by screwing, gluing or a combination thereof. If necessary, sealants can be placed between cover elements 130 and the cylinder body 110 be provided in order to create tight channels for the temperature control medium.

Wie in der 3 gezeigt können die Segmente der Vertiefung, die in Randbereichen 112 des Zylinderkörpers 110 angeordnet sind, mittels Anschlussflanschen 140 abgedeckt werden, die z.B. mittels Presspassung mit dem Zylinderkörper 110 verbunden werden. Durch die Presspassung werden die Segmente in den Randbereichen 112 dicht verschlossen. Wenn zudem die Abdeckelemente 130 im Mittenbereich des Zylinderkörpers 110 bis in die Randbereiche 112 hineinreichen, kann ohne weiteres Abdichten ein dichter Verschluss der Vertiefung 120 erreicht werden.Like in the 3 shown can be the segments of the recess in the edge areas 112 of the cylinder body 110 are arranged, by means of connecting flanges 140 are covered, for example by means of a press fit with the cylinder body 110 get connected. Due to the press fit, the segments are in the edge areas 112 tightly closed. If also the cover elements 130 in the middle of the cylinder body 110 up to the edge areas 112 reach into it, a tight seal of the recess can without further sealing 120 can be achieved.

Dies ist beispielhaft in der 3 gezeigt, in der die geraden Segmente 122 der Vertiefung 120 wie in der 2A gezeigt durch Abdeckelemente 130, z.B. aufgeschweißte Bleche, verschlossen sind, während die gebogenen Segmente 124 durch die mittels Presspassung aufgebrachten Anschlussflansche 140 abgedichtet sind. Die Anschlussflansche 140 überdecken hier auch einen Teil der geraden Segmente 122. Hierdurch wird in einfacher Weise ein Verschluss der Vertiefung 120 erreicht.This is exemplified in the 3 shown in the straight segments 122 the deepening 120 like in the 2A shown by cover elements 130 , for example welded metal sheets, are closed, while the curved segments 124 due to the connection flanges applied by means of a press fit 140 are sealed. The connecting flanges 140 also cover part of the straight segments here 122 . This results in a closure of the recess in a simple manner 120 reached.

Die Anschlussflansche 140 können hierbei derart ausgebildet sein, dass sie eine Kombination von mehreren Extrusionszylindern 100 zu einem Gesamtzylinder ermöglichen. Sie können aber auch die Verbindungselemente darstellen, die zum Anschließen des Extrusionszylinders 100 an die Extrudatzuführung und den Ausstoß der Extrusionsvorrichtung dienen, in dem der Extrusionszylinder 100 eingesetzt wird.The connecting flanges 140 can be designed in such a way that they are a combination of several extrusion cylinders 100 allow for an overall cylinder. But you can also represent the connecting elements that are used to connect the extrusion cylinder 100 serve to the extrusion feed and the output of the extrusion device in which the extrusion cylinder 100 is used.

Zu- und Abführungen können hierbei an beliebiger Stelle auf dem Zylinderkörper 110 oder durch die Anschlussflansche 140 hindurch angebracht werden. Für das Zuführen des Temperiermittels im Mittenbereich des Zylinderkörpers 110 muss hierfür ein Teil der Vertiefung 120 unverschlossen bleiben, bzw. das Abdeckelement 130 an dieser Stelle wieder entfernt oder aufgebohrt werden. Dies bedeutet einen gewissen Aufwand, erlaubt aber eine einfache und freie Positionierung von Zuführpunkten. Bei Zufuhr über die Anschlussflansche 140 müssen diese entsprechende Bohrungen aufweisen, die bei der Presspassung über den gewünschten freien Bereichen der Vertiefung 120 in den Randbereichen 112 zu liegen kommen. Sind entsprechende Anschlussflansche 140 verfügbar, kann damit die Temperiermittelzufuhr ohne weiteren Arbeitsschritt erzeugt werden.Feeds and discharges can be anywhere on the cylinder body 110 or through the connecting flanges 140 be attached through. For supplying the temperature control medium in the middle of the cylinder body 110 must be part of the deepening for this 120 remain unlocked, or the cover element 130 removed or drilled open at this point. This means a certain effort, but allows easy and free positioning of feed points. When supplied via the connection flanges 140 these must have corresponding bores, which in the press fit over the desired free areas of the recess 120 in the edge areas 112 come to rest. Are corresponding connection flanges 140 available, the temperature control medium supply can be generated without any further work step.

Anstatt der in der 3 gezeigten Anschlussflansche 140 können auch in den Randbereichen 112 des Zylinderkörpers 110 Abdeckelemente 130, wie sie im Mittenbereich des Zylinderkörpers 110 verwendet werden, zum Verschließen der Vertiefung 120 benutzt werden. Der Verschluss erfolgt dann in einheitlicher Weise und ist unabhängig von der Verwendung von Anschlussflanschen 140.Instead of the one in the 3 connection flanges shown 140 can also in the edge areas 112 of the cylinder body 110 Cover elements 130 as they are in the central area of the cylinder body 110 used to close the recess 120 to be used. The closure then takes place in a uniform manner and is independent of the use of connection flanges 140 .

Wie in den 4A und 4B gezeigt kann anstatt der passgenauen Abdeckung der Vertiefung 120 auch ein Abdeckelement 130 verwendet werden, dass den gesamten Zylinderkörper 110 umschließt. Zum Beispiel kann ein Rundblech oder Rohr mittels Presspassung über den Zylinderkörper 110 geschoben werden, dass dann derart dicht auf dem Zylinderkörper 110 aufliegt, dass der Bereich der Vertiefung 120, der sich unter dem Abdeckelement 130 befindet, dicht verschlossen ist. Wie in der 4B gezeigt, kann das Abdeckelement 130 die Randbereiche 112 des Zylinderkörpers 110 frei lassen. Diese können aber ebenso überdeckt werden.As in the 4A and 4B shown instead of the precisely fitting cover of the recess 120 also a cover element 130 used that the entire cylinder body 110 encloses. For example, a round sheet or pipe can be press-fitted over the cylinder body 110 be pushed that then so tightly on the cylinder body 110 rests on that area of the recess 120 that is located under the cover element 130 is located, is tightly closed. Like in the 4B shown, the cover element 130 the edge areas 112 of the cylinder body 110 set free. However, these can also be covered.

In den 5 bis 7 sind Varianten des Extrusionszylinders 100 gezeigt, in denen eine Mehrzahl von Vertiefungen 120 vorhanden ist. Die gezeigten Beispiele weisen jeweils drei nicht in Verbindung stehende Vertiefungen 120 auf. Es ist aber eine beliebige Anzahl von Vertiefungen 120 möglich. Die Vertiefungen 120 umgeben einen jeweiligen Bereich des Zylinderkörpers 110 wie eine Manschette. Sie umgeben also einen Abschnitt des Zylinderkörpers 110 mit einer Länge, die kleiner als die Gesamtlänge des Zylinderkörpers 110 ist, in Umfangsrichtung des Zylinderkörpers 110 gänzlich. Durch derartige Vertiefungen 120, die im Prinzip auch anders ausgebildet sein können, als in den 5 bis 7 beispielhaft gezeigt, lassen sich verschiedene Temperierkreisläufe definieren. Dadurch kann der Extrusionszylinder 100 in verschiedene Temperaturzonen aufgeteilt werden, falls dies für die Optimierung des Extrusionsvorgangs notwendig sein sollte. Insbesondere können Vertiefungen 120 und damit Temperaturzonen erzeugt werden, die nicht in den Randbereichen 112 des Zylinderkörpers 110 liegen. Es versteht sich, dass eine derartige Aufteilung in verschiedene Temperaturzonen auch in Umfangsrichtung erfolgen kann. Dann ist eine Mehrzahl von Vertiefungen 120 notwendig, um den Zylinderkörper 110 in Umfangsrichtung zu umlaufen.In the 5 to 7th are variants of the extrusion cylinder 100 shown in which a plurality of wells 120 is available. The examples shown each have three unrelated indentations 120 on. But it is any number of indentations 120 possible. The depressions 120 surround a respective area of the cylinder body 110 like a cuff. So they surround a section of the cylinder body 110 with a length smaller than the total length of the cylinder body 110 is, in the circumferential direction of the cylinder body 110 entirely. Through such depressions 120 , which in principle can also be designed differently than in the 5 to 7th shown as an example, different temperature control circuits can be defined. This allows the extrusion cylinder 100 be divided into different temperature zones if this should be necessary to optimize the extrusion process. In particular, recesses 120 and thus temperature zones are created that are not in the edge areas 112 of the cylinder body 110 lie. It goes without saying that such a division into different temperature zones can also take place in the circumferential direction. Then there is a plurality of pits 120 necessary to the cylinder body 110 to revolve in the circumferential direction.

In einer Extrusionsvorrichtung, die einen der oben beschriebenen Extrusionszylinder 100 verwendet, kann dann zur Regelung der Temperatur jeder von einer Vertiefung 120 durchlaufenen Zone des Zylinderkörpers 110 eine eigene Temperatursteuereinheit vorgesehen sein. Dies ermöglicht es, die Temperatur entlang des Extrusionszylinders bei entsprechender Wahl des Verlaufs der Vertiefungen 120 vollkommen frei einzustellen, wodurch die Qualität des Extrudats verbessert werden kann.In an extrusion device using one of the extrusion cylinders described above 100 can then be used to control the temperature of each of a well 120 traversed zone of the cylinder body 110 its own temperature control unit can be provided. This makes it possible to control the temperature along the extrusion cylinder with an appropriate choice of the course of the depressions 120 completely free to adjust, whereby the quality of the extrudate can be improved.

Wie in den 5 bis 7 gezeigt kann der Extrusionszylinder 100 eine Mehrzahl von Anschlussstellen 150 aufweisen, über die das Temperiermittel zu- und abgeführt werden kann. Diese Anschlussstellen 150 sind auf dem Zylinderkörper 110 am Beginn und am Ende jeweils einer Vertiefung 120 positioniert. Die übrigen Bereiche der Vertiefungen 120 sind mittels Abdeckelementen 130 verschlossen. Wie oben erläutert können diese passgenau ausgebildet sein (5 und 7) oder - entsprechend der mit Bezug auf die 4B beschriebene Variante - als den Zylinderkörper 110 voll umschließende Manschette (6A und 6B, die Manschette ist hier durchscheinend gezeigt, um die darunter liegenden Vertiefungen 120 darzustellen). In ersterem Fall können die Anschlussstellen 150 einfach auf frei bleibende Bereiche der Vertiefung aufgebracht, z.B. geschweißt, geschraubt oder geklebt, werden. Im zweiten Fall werden die Abdeckelemente 130 an den gewünschten Stellen geöffnet und die Anschlussstellen 150 dann aufgebracht. Bei einem Abschluss des Extrusionszylinder 100 mittels Anschlussflanschen 140, wie er in der 7 gezeigt ist, kann ein Teil der Zuführung auch über die Anschlussflansche 140 erfolgen. Durch all diese Varianten ist eine flexible und bedarfsgenaue Zufuhr des Temperiermittels möglich.As in the 5 to 7th shown can be the extrusion cylinder 100 a plurality of connection points 150 have, via which the temperature control medium can be supplied and discharged. These connection points 150 are on the cylinder body 110 at the beginning and at the end of one specialization 120 positioned. The remaining areas of the wells 120 are by means of cover elements 130 locked. As explained above, these can be designed to fit exactly ( 5 and 7th ) or - according to the with reference to the 4B variant described - as the cylinder body 110 fully enclosing cuff ( 6A and 6B , the cuff is shown here translucent to the indentations underneath 120 to represent). In the former case, the connection points 150 simply applied to areas of the recess that remain free, for example welded, screwed or glued. In the second case, the cover elements 130 opened at the desired places and the connection points 150 then applied. At a completion of the extrusion cylinder 100 by means of connecting flanges 140 like him in the 7th shown, part of the feed can also be via the connection flanges 140 respectively. All of these variants enable flexible and needs-based supply of the temperature control medium.

Wie in den 3 und 7 gezeigt kann der Extrusionszylinder 100 eine Mehrzahl von Bohrlöchern 160 aufweisen, die den Hohlzylinder vollkommen durchstoßen, d.h. die eine Verbindung zwischen dem Innenraum 118 und dem Äußeren des Zylinderkörpers 110 herstellen. In derartige Bohrlöcher 160 lassen sich Stifte, Schrauben, Bolzen oder dergleichen einsetzen, die bis in den Innenraum 118 ragen und dort während des Betriebs als zusätzliche Reibungspunkte die Plastifizierung und die Durchmischung des Extrudats verbessern. Dies geschieht bei einer möglichst gleichmäßigen Verteilung der Bohrlöcher 160 in effektiverer Weise.As in the 3 and 7th shown can be the extrusion cylinder 100 a plurality of boreholes 160 have, which pierce the hollow cylinder completely, ie the one connection between the interior 118 and the exterior of the cylinder body 110 produce. In such boreholes 160 pins, screws, bolts or the like can be used that extend into the interior 118 protrude and improve the plasticization and mixing of the extrudate there as additional friction points during operation. This happens with a distribution of the drill holes as evenly as possible 160 in a more effective way.

Aufgrund der freien Verteilbarkeit der Vertiefungen 120, die sich aus dem einfachen Herstellungsverfahren dieser Vertiefungen 120, z.B. durch Fräsen, ergibt, lassen sich auch die Bohrlöcher 160 gleichmäßig über den Zylinderkörper 110 verteilen. Zudem erlaubt die Herstellung der Temperiermittelkanäle von außen, größere Segmente des Gesamtextrusionszylinders aus einem Stück herzustellen. Bei entsprechender Ausgestaltung der für die Herstellung der Vertiefung 120 genutzten Anlage können auch Extrusionszylinder 100 gefertigt werden, die als Gesamtextrusionszylinder verwendet werden können. Dies verringert die Anzahl der auf der Länge der Zylinderstrecke angeordneten Verbindungsflansche. Da im Bereich dieser Flansche keine Bohrlöcher 160 angeordnet sein können, kann durch die Verwendung der oben beschriebenen Extrusionszylinder 100 die Anzahl der Bohrlöcher 160 und damit die Anzahl der die Plastifizierung und Durchmischung des Extrudats fördernden Stifte im Vergleich zu herkömmlichen Extrusionszylindern erhöht werden. Dadurch wird die Qualität des Extrudats verbessert.Due to the free distribution of the wells 120 resulting from the simple manufacturing process of these wells 120 , for example by milling, the drill holes can also be made 160 evenly over the cylinder body 110 to distribute. In addition, the production of the temperature control medium channels from the outside allows larger segments of the overall extrusion cylinder to be produced from one piece. With an appropriate configuration for the production of the recess 120 The plant used can also use extrusion cylinders 100 are manufactured, which can be used as a total extrusion cylinder. This reduces the number of connecting flanges arranged along the length of the cylinder path. There are no drill holes in the area of these flanges 160 can be arranged by using the extrusion barrels described above 100 the number of drill holes 160 and thus the number of pins promoting plasticization and mixing of the extrudate can be increased compared to conventional extrusion cylinders. This improves the quality of the extrudate.

Die Bohrlöcher 160 sind aufgrund der leichteren Zugänglichkeit vorzugsweise nicht in Bereichen ausgebildet, in denen die Vertiefung 120 verläuft. Es ist aber auch möglich, dass sich Vertiefungen 120 und Bohrlöcher 160 überlappen. Bei entsprechender Abdichtung der in die Bohrlöcher 160 eingesetzten Stifte gegen das Temperiermittel stellt dies kein prinzipielles Problem dar. Die Bohrlöcher 160 können also im Prinzip vollkommen frei über den Zylinderkörper 110 verteilt werden.The drill holes 160 are preferably not formed in areas where the recess is due to the easier accessibility 120 runs. But it is also possible that there are depressions 120 and drill holes 160 overlap. With appropriate sealing of the in the drill holes 160 used pins against the temperature control, this is not a problem in principle. The drill holes 160 can therefore in principle be completely free over the cylinder body 110 be distributed.

Die 8 zeigt ein schematisches Ablaufdiagram für ein Herstellungsverfahren eines der oben beschriebenen Extrusionszylinder. In einem für den Herstellungsprozess ausschlaggebenden Verfahrensschritt S810 wird eine Vertiefung in die Außenwand eines für die Extrusion, insbesondere von Gummi, geeigneten Extrusionszylinders eingebracht, die im abgedeckten Zustand zum Führen von Temperiermittel geeignet ist. Dies geschieht vorzugsweise durch Fräsen der Vertiefung in den Mantel eines den Extrusionszylinder bildenden Hohlzylinders. Optional kann bei S820 im Anschluss die Vertiefung mittels Abdeckelementen abgedeckt werden, vorzugsweise durch Aufschweißen oder -pressen eines Metallblechs.The 8th shows a schematic flow diagram for a production method for one of the extrusion cylinders described above. In a process step that is crucial for the manufacturing process S810 a recess is made in the outer wall of an extrusion cylinder suitable for extrusion, in particular of rubber, which, when covered, is suitable for guiding temperature control media. This is preferably done by milling the recess in the jacket of a hollow cylinder forming the extrusion cylinder. Optionally, with S820 the recess can then be covered by means of cover elements, preferably by welding or pressing on a metal sheet.

Auf diese Weise können in flexibler, einfacher und wenig fehleranfälliger Weise Temperiermittelkanäle zum Temperieren des Extrusionszylinders in den Extrusionszylinder eingebracht werden. Da das Verfahren von außen angewendet wird, ist es möglich, Extrusionszylinder mit größeren Längen herzustellen, als aus dem Stand der Technik bekannt. Hierdurch verringert sich der Herstellungs- und Installationsaufwand von Extrusionsvorrichtungen, die derartige Extrusionszylinder verwenden. Zudem ist es möglich, klar definierte Strömungskanäle für das Temperiermittel zu erzeugen, die eine Temperierung des Extrusionszylinders vereinfachen und flexibilisieren. Schlussendlich kann aufgrund der vergrößerten Länge die Anzahl von Stiften für die Plastifizierung und Durchmischung von im Extrusionszylinder geführtem Extrudat vergrößert werden, wodurch die Qualität des Extrudats verbessert werden kann.In this way, temperature control medium channels for controlling the temperature of the extrusion cylinder can be introduced into the extrusion cylinder in a flexible, simple and less error-prone manner. Since the process is used externally, it is possible to produce extrusion cylinders with greater lengths than is known from the prior art. This reduces the production and installation costs of extrusion devices that use such extrusion cylinders. In addition, it is possible to create clearly defined flow channels for the temperature control medium, which simplify the temperature control of the extrusion cylinder and make it more flexible. Finally, due to the increased length, the number of pins for plasticizing and mixing the extrudate guided in the extrusion cylinder can be increased, whereby the quality of the extrudate can be improved.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

100100: ExtrusionszylinderExtrusion cylinder
110110: ZylinderkörperCylinder body
112112: Randbereich des ZylinderkörpersEdge area of the cylinder body
115115: Außenwand des ZylinderkörpersOuter wall of the cylinder body
118118: Innenraum des ZylinderkörpersInterior of the cylinder body
120120: Vertiefungdeepening
122122: Gerades Segment der VertiefungStraight segment of the depression
124124: Gebogenes Segment der VertiefungCurved segment of the recess
130130: AbdeckelementCover element
140140: AnschlussflanschConnection flange
150150: AnschlussstelleJunction
160160: BohrlöcherDrill holes

Claims

Extrusion cylinder (100) with a cylinder body (110) for receiving an extruder screw, characterized in that an outer wall (115) of the cylinder body (110) has at least one recess (120) which can be covered and which is suitable in the covered state To lead coolant or heating medium to control the temperature of the cylinder body (110).

Extrusion cylinder (100) Claim 1 and furthermore with cover elements (130) which are connected to the outer wall (115) of the cylinder body (110) in such a way that they cover the at least one recess (120).

Extrusion cylinder (100) according to one of the preceding claims, wherein the at least one recess (120) has straight segments (122) which run parallel to a longitudinal axis of the cylinder body (110), and curved segments (124) which connect between two adjacent produce lying ends of exactly two straight segments (122); and the connection of straight elements (122) and curved elements (124) defines a flow path without branches.

Extrusion cylinder (100) Claim 3 wherein the straight segments (122) extend from at least one edge region (112) of the cylinder body (110) extend from and a part of the curved segments (124) is arranged in the edge region (112) of the cylinder body (110).

Extrusion cylinder (100) Claim 4 , furthermore with at least one connection flange (140) which is applied to the edge region (112) of the cylinder body (110) by means of a press fit in such a way that it covers at least the curved segments (124) located in the edge region (112).

Extrusion cylinder (100) Claim 5 wherein the connection flange (140) has lines which enable cooling or heating means to be fed into and out of the recess (120).

Extrusion cylinder (100) according to one of the Claims 4 to 6 wherein the straight segments (122) extend from the edge region (112) of the cylinder body (110) by a predetermined length which is smaller than the length of the cylinder body (110).

Extrusion cylinder (100) Claim 3 , the straight segments (122) not reaching the edge regions (112) of the cylinder body (110).

Extrusion cylinder (100) Claim 7 or 8th , wherein at least two connection points (150) for the introduction and discharge of cooling or heating medium into the recess (120) are arranged on the cylinder body (110).

Extrusion cylinder (100) according to one of the preceding claims, wherein the outer wall (115) of the cylinder body (110) has a plurality of the recesses (120) which are not connected to one another and which in the covered state each have their own flow path for cooling or heating means define.

Extrusion cylinder (100) according to one of the preceding claims, wherein the cylinder body (110) has a plurality of radial boreholes which are suitable for receiving pins or screws and which are arranged at other locations than the at least one recess (120).

Extrusion device with an extrusion cylinder (100) according to one of the preceding claims, wherein the at least one recess (120) is covered; and cooling or heating means running in the at least one covered recess (120).

Extrusion device according to Claim 12 , furthermore with a temperature control device for each recess (120) for controlling the temperature of the cooling or heating medium running in the respective recess (120).

Manufacturing method for an extrusion cylinder (100) according to one of the Claims 1 to 11 , with the step: producing the at least one recess (120) in the outer wall (115) of the cylinder body (110).

Manufacturing process according to Claim 14 , further comprising the step: covering the at least one recess (120) with a cover element (130).